介绍了电液比例溢流阀的工作原理,利用AMESim仿真软件搭建了电液比例溢流阀的模型,得到了阀的输入电流-压力曲线和压力-流量曲线,并且分析了主阀口阻尼孔直径、先导阀口阻尼孔直径、主阀芯上腔容积、先导阀入口容积以及主阀弹簧刚度等不同参数对电液比例溢流阀的动态特性的影响,从而为电液比例溢流阀结构参数的优化设计提供了条件。

为了解决坚硬顶板难垮问题,利用Comsol数值模拟软件对定向水力压裂不同参数对压裂效果的影响进行了分析研究。研究发现定向钻孔压裂裂缝扩展大致呈现S型对称的趋势,最大应力峰值为11.5 MPa。同时随着压裂液黏度的不断增加,裂缝的张开度及裂缝内部流速呈现逐步增大的趋势,但增大的趋势逐步减弱,研究可为后续水力压裂施工参数的设定提供一定的参考。

介绍了纯水介质液压支架系统项目实施的背景及重大意义,并基于纯水与乳化液的理化特性对比分析了纯水介质液压支架系统项目实施的技术难点。阐述了用“纯水替代传统乳化液”的具体方案,并从增强纯水电阻率、材料选择及防腐处理方面提出了对应的优化措施。通过在国能神东煤炭集团有限责任公司锦界煤矿建立纯水支架履历表,总结分析了记录期间纯水支架各油缸及反冲洗装置的更换情况,并在此基础上估算出了各油缸及反冲洗装置的正常使用周期。最后指出,采取在综采工作面巷道位置处加设一套EDI系统、进一步缩短管路的敷设距离、继续研发密封性更佳的管路材料和在工作面机头、中部及机尾支架处分别设置多个水质监测点、对水质进行实时监测等措施是未来完善纯水介质项目液压支架系统项目的发展趋势。

针对现有矿用液压式履带底盘在移动行走中出现的履带底盘直行跑偏问题,提出一种基于超声波测距的履带底盘纠偏系统及控制方法,使其避免因行驶跑偏导致的作业失效甚至碰壁事故;该系统采用超声波测距传感器对履带行驶偏差进行智能感知,利用西门子PLC控制器完成对纠偏信息的实时数据处理与指令控制。详细阐述了履带纠偏控制原理及其实现方法,并基于模拟实验平台进行了验证分析;实验结果表明,当履带偏移角度或距离超出设定值时,纠偏控制系统开始工作,该系统可控制液压式履带底盘的偏移角度范围为-5.5°~6°,偏移距离最大不超过24 cm。

依据金属的热胀冷缩物理特性,对液压支架中存在腐蚀、拉伤等缺陷的千斤顶缸体进行缩缸再制造技术修复处理,介绍了缩缸再制造技术修复千斤顶缸体的专用设备结构,并分析了专用设备的工作原理及使用步骤,详细阐述了缩缸再制造技术在宁夏煤业有限责任公司液压支架维修中的应用。通过工业性试验实际应用表明,缩缸再制造技术修复千斤顶缸体既能提高千斤顶的使用寿命,又可降低液压支架的维修成本,修复后的千斤顶缸体能够接近或达到新加工缸体的使用寿命。

为了了解各类因素对露天煤矿大型液压反铲干租租金的影响,采用资料查阅、调研写实、理论推导等方法建立了露天煤矿大型液压反铲干租租金的计算模型,借助Matlab计算软件分析了各类因素在不同情况下对干租租金的影响。研究结果表明:干租租金随设备原值的增加呈线性增大,随耐用总台班的增加呈抛物线减小,干租租金对耐用总台班敏感性较强;当设备原值、液压反铲循环时间与铲斗斗容三者共同作用于干租租金时,铲斗斗容起主导作用;液压反铲操作重量越大,耐用总台班越长,铲斗斗容越大,干租时租金越低。各类影响因素研究揭示了干租租金的响应机制,为大型液压反铲的租赁选型提供了参考。

针对蒙陕地区典型中厚煤层开采工作面地质条件,开展了工作面三维数字模型构建、基于多源数据融合的数字孪生构建、液压支架智能化控制、采煤机调高预测和路径规划、综采工作面远程智能控制和自移机尾纠偏等关键技术研究;构建了“远程一键式启停、自动开采为主、远程人工干预为辅、最终实现无人值守”为目标的减人、提效开采模式;并首创液压支架自动摆底调控技术。通过在纳林河二号煤矿进行的工业性试验,表明该中厚煤层智能化综采工作面关键技术的研究成果全面提升了矿井综采工作面智能化水平,促进了煤矿企业的安全发展和高质量发展。

为了破碎采煤工作面顶部的突出岩石,减少采煤机截齿的磨损,研究设计了矿用液压支架辅助破岩装置,介绍了该装置的结构组成及驱动方式,详细阐述了该装置的工作原理、安装方式以及操作流程。通过采用40 MPa、45 MPa、50 MPa的高压水射流压力对岩石样本进行模拟实验,结果表明,该装置横向移动、纵向移动以及岩石切割与破碎均能达到设计要求,且装置强度可承受实验高压水射流的反冲击。本装置在破岩时可远程操作,与传统爆破破岩方式相比,具有冲击力可调、易于操作、不会产生火花、作业安全以及辅助降尘等特点。

在连采掘进系统工作中,主要采用四臂锚杆机对巷道顶板进行支护,以提高围岩稳定性。针对四臂锚杆机在工作时出现系统压力低导致的支护质量差、支护效率低等问题,结合四臂锚杆机液压系统故障处理经验,分析了导致锚杆机液压系统压力低的原因,介绍了四臂锚杆机液压系统工作原理和故障诊断方法;针对反馈系统存在的问题,提出了系统优化改进方案,有效提高了四臂锚杆机液压系统工作的可靠性。

液压支架推拉头部件在使用过程中容易产生断裂、变形和裂纹萌生等失效问题,因此对液压支架推拉头部件的失效分析十分必要。介绍了液压支架结构件组成及其故障产生的原因,详细分析了液压支架推拉头部件的失效机理及其受力情况。通过受力分析表明,液压支架推拉头部件失效的主要原因是铸造成形后内部存在缩孔或气孔以及热处理制度不合适而导致组织粗大且强度低,该分析可为后期配件的研发和设计提供参考。